МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ІКТА
кафедра ЗІ
З В І Т
до лабораторної роботи №5
з курсу “Комп’ютерні мережі”
на тему: «Поділ на підмережі (SUBNETTING) та
об’єднання мереж (SUPERNETTING)
на основі протоколу IPv4»
Варіант - 1
Львів – 2011
Мета роботи: ознайомитись з механізмом ділення на підмережі (subnetting) та механізмом об’єднання мереж (supernetting) на основі існуючої версії протоколу IP – IPv4 та вміти використовувати набуті навички на практиці при конфігурації складніших мереж.
Короткі теоретичні відомості
Як відомо, існуючій версії протоколу IP – IPv4 властивий ряд недоліків, зокрема, пов’язаних із класовістю IP-адрес. Організації відповідно до її потреб виділяється блок IP-адрес, що відповідає розміру її мережі (мережа класу А, клас у В чи класу С відповідно). Але якщо ця мережа дуже велика (наприклад, класу А), то, по-перше, існуючі на сьогодні LAN-технології не в стані забезпечити таку велику кількість хостів в одній мережі. По-друге, це є недоцільно, бо широкомовний трафік (який завжди присутній у тій чи іншій степені в мережі) зробить цю мережу непрацездатною. По-третє, при цьому в одних випадках можливі залишки невикористаних IP-адрес, в інших – виділеного блоку IP-адрес може не вистачити у зв’язку із збільшенням кількості хостів у мережі.
Вирішенням цих проблем є використання механізму ділення на підмережі (subnetting) та механізму об’єднання мереж (supernetting). При діленні цієї мережі на менші частини – підмережі (subnets) ці підмережі будуть з’єднуватись між собою за допомогою маршрутизаторів. Підмережа – це фізичний сегмент TCP/IP-мережі, в якому використовується IP-адреси зі спільним ідентифікатором підмережі. Як правило, організації отримують ідентифікатор мережі від організації InterNIC.
Для ділення мережі на декілька підмереж необхідно використати різні ідентифікатори мережі для кожної новоутвореної частини цієї мережі. Унікальні ідентифікатори підмереж створюються шляхом ділення ідентифікатора хоста на дві групи біт. Перша з цих груп служить для ідентифікації сегмента об’єднаної мережі, а друга – для ідентифікації конкретного хоста.
Використання підмереж має ряд переваг. В організаціях підмережі застосовують для об’єднання декількох фізичних сегментів в одну логічну мережу. Застосовуючи підмережі, ми отримуємо можливість:
- сумісно використовувати різні мережеві технології (наприклад, Ethernet, Token Ring);
- подолати існуючі обмеження, наприклад, на максимальну кількість вузлів в одному сегменті;
- зменшити навантаження на мережу, перенаправляючи мережевий трафік і зменшуючи кількість широкомовних пакетів.
Технологія об’єднання мереж (supernetting) у протоколі IPv4 носить ще назву безкласової міждоменної маршрутизації (Classless Inter-Domain Routing, CIDR) і описана в RFC 1518 та RFC 1519. Вона була розроблена з метою зменшення витрат адресного простору, брак якого є чи не основним недоліком протоколу IPv4. Як відомо, до 1994 р. видача мережі класу С була мінімальним блоком IP-адрес, що видавався організаціям. Для одних випадків (одиниці – десятки IP-адрес) це було забагато, для інших (декілька сотень IP-адрес) – замало.
Технологія CIDR була запропонована як така, що давала більшу гнучкість при виділенні блоків IP-адрес. Мережі CIDR описуються як “слеш (slash) x”, де x – це кількість біт (зліва підряд), що контролюються організацією, яка видає IP-адреси – InterNIC. Згідно термінології CIDR – мережі класу А,В і С – це відповідно “слеш 8”, “слеш 16” та “слеш 24”. Завдяки CIDR InterNIC може не лише визначати мережі класу А, В і С, але і мережі з проміжними масками підмережі. Нехай, наприклад, необхідно орендувати в InterNIC 50 IP-адрес для Вашої мережі – раніше Вам було би запропоновано мережу класу С, а зараз блок IP-адрес із маскою підмережі 255.255.255.192. Це означає, що у Вашому розпорядженні буде лише 6 біт, тобто 64 хости в підмережі, що є цілком достатньо. Назва цієї мережі буде “слеш 26”. В таблиці 6 представлені деякі типи мереж CIDR.
На відміну від ділення на підмережі, при об’єднанні мереж частина біт ідентифікатора мережі маскується як ідентифікатор хоста – це збільшує ефективність маршрутизації.
Візьмемо другий приклад. Замість того, щоб надати організації, яка має 2000 хостів, мережу класу В, InterNIC виділяє їй 8 ідентифікаторів мереж класу С, які в сукупності забезпечать 2032 хости. Це дозволить зекономити ідентифікатори мереж класу В. Але ця технологія породжує нову проблему. При використанні звичайних механізмів маршрутизації маршрутизатори в Internet повинні підтримувати ще 7 додаткових записів у своїх таблицях, щоб направляти пакети в мережу такої організації. Для розвантаження маршрутизаторів мережі Internet технологія безкласової маршрутизації CIDR дозволяє об’єднати усі вісім записів таблиці маршрутизації в один, який відноситься одночасно до всіх виділених організації мереж класу С.
Текст індивідуального завдання 1
Розробити свій варіант IP-структуризації локальної мережі. Для цього:
1) мережу 192.168.1.0 розділити на 2 підмереж. Визначити маску підмережі, IP-адресу кожної підмережі та кількість хостів у ній.
2) мережу 172.16.0.0 розділити на 8 підмережі. Визначити маску підмережі, IP-адресу кожної підмережі та кількість хостів у ній.
3) відобразити маршрути, внесені у таблиці маршрутизації обох маршрутизаторів локальної мережі (Для кожної мережі використати один маршрутизатор. Маршрутизатори повинні бути з’єднанні між собою на основі “виродженої” мережі).
4) Провести моделювання розробленої локальної мережі у середовищі Packet Tracer.
(Для перевірки працездатності мережі застосувати діагностичні утиліти. У кожній підмережі має бути задіяний хоча б один Host)
Схема мережі
Таблиці маршрутизації маршрутизаторів
Network
Mask
Next Hop
R1
192.168.1.0
192.168.1.128
172.16.0.0
172.16.32.0
172.16.64.0
172.16.96.0
172.16.128.0
172.16.160.0
172.16.192.0
172.16.224.0
255.255.225.128
255.255.255.128
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
192.168.1.0
192.168.1.128
192.168.2.2
192.168.2.2
192.168.2.2
192.168.2.2
192.168.2.2
192.168.2.2
192.168.2.2
192.168.2.2
R2
172.16.0.0
172.16.32.0
172.16.64.0
172.16.96.0
172.16.128.0
172.16.160.0
172.16.192.0
172.16.224.0
192.168.1.0
192.168.1.128
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.225.128
255.255.255.128
172.16.0.0
172.16.32.0
172.16.64.0
172.16.96.0
172.16.128.0
172.16.160.0
172.16.192.0
172.16.224.0
192.168.2.1
192.168.2.1
Результати пінгування робочої станції в першій підмережі
PC>ping 192.168.1.130
Pinging 192.168.1.130 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.1.130: bytes=32 time=172ms TTL=127
Reply from 192.168.1.130: bytes=32 time=125ms TTL=127
Reply from 192.168.1.130: bytes=32 time=94ms TTL=127
Reply from 192.168.1.130: bytes=32 time=94ms TTL=127
Ping statistics for 192.168.1.130:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 94ms, Maximum = 172ms, Average = 121ms
Результати пінгування робочої станції в другій підмережі з першої підмережі
PC>ping 172.16.0.2
Pinging 172.16.0.2 with 32 bytes of data:
Reply from 172.16.0.2: bytes=32 time=94ms TTL=126
Reply from 172.16.0.2: bytes=32 time=140ms TTL=126
Reply from 172.16.0.2: bytes=32 time=125ms TTL=126
Reply from 172.16.0.2: bytes=32 time=110ms TTL=126
Ping statistics for 172.16.0.2:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 94ms, Maximum = 140ms, Average = 117ms
Текст індивідуального завдання 2
Розробити власний варіант IP-структуризації корпоративної мережі. Для цього:
1) навести схему із зазначенням IP-адрес усіх підмереж (і їх масок) та вузлів головного будинку корпорації, а для філій – схему із зазначенням IP-адрес префіксів об’єднаних мереж та їх масок, IP-адрес вузлів кожної філії. При цьому має використовуватись наступний діапазон INTRANET адрес мереж : 192.168.0.0 ( 192.168.255.0.
2) у головному будинку корпорації задіяти мережу, розроблену згідно попереднього індивідуального завдання без використання вироджених мереж.
3) відобразити маршрути, внесені в таблиці маршрутизації усіх маршрутизаторів корпоративної мережі.
4) забезпечити під’єднання вузлів корпорації до INTERNET.
5) провести моделювання розробленої корпоративної мережі у середовищі Packet Tracer.
(Для перевірки працездатності мережі застосувати діагностичні утиліти. У кожній мережі (підмережі) має бути задіяний хоча б один Host).
Дані варіанту:
а) забезпечити IP-адресами 250 хостів мережі головного будинку корпорації (без врахування числа хостів щодо попереднього індивідуального завдання);
б) крім того, виділити наступну кількість IP-адрес на адресацію вузлів:
на філію1 2000 IP-адрес;
на філію2 8000 IP-адрес.
Схема мережі
Таблиці маршрутизації маршрутизаторів
Network
Mask
Next Hop
R1
0.0.0.0
192.168.50.0
192.168.1.0
192.168.1.128
172.16.0.0
172.16.32.0
172.16.64.0
172.16.96.0
172.16.128.0
172.16.160.0
172.16.192.0
172.16.224.0
192.168.128.0
192.168.160.0
0.0.0.0
255.255.225.0
255.255.255.128
255.255.255.128
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.248.0
255.255.224.0
201.15.17.2
192.168.50.0
192.168.50.2
192.168.50.2
192.168.50.2
192.168.50.2
192.168.50.2
192.168.50.2
192.168.50.2
192.168.50.2
192.168.50.2
192.168.50.2
192.168.60.2
192.168.70.2
R2
0.0.0.0
192.168.1.0
192.168.1.128
172.16.0.0
172.16.32.0
172.16.64.0
172.16.96.0
172.16.128.0
172.16.160.0
172.16.192.0
172.16.224.0
192.168.50.0
0.0.0.0
255.255.225.128
255.255.255.128
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.255.0
192.168.50.1
192.168.1.0
192.168.1.128
192.168.1.2
192.168.1.2
192.168.1.2
192.168.1.2
192.168.1.2
192.168.1.2
192.168.1.2
192.168.1.2
192.168.50.0
R3
0.0.0.0
172.16.0.0
172.16.32.0
172.16.64.0
172.16.96.0
172.16.128.0
172.16.160.0
172.16.192.0
172.16.224.0
192.168.1.0
192.168.1.128
0.0.0.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.224.0
255.255.255.128
255.255.255.128
192.168.1.1
172.16.0.0
172.16.32.0
172.16.64.0
172.16.96.0
172.16.128.0
172.16.160.0
172.16.192.0
172.16.224.0
192.168.1.0
192.168.1.1
Rф1
0.0.0.0
192.168.128.0
0.0.0.0
255.255.248.0
192.168.60.1
192.168.128.0
Rф2
0.0.0.0
192.168.160.0
0.0.0.0
255.255.224.0
192.168.70.1
192.168.160.0
Результати пінгування робочої станції у філії 1
PC>ping 192.168.129.2
Pinging 192.168.129.2 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.129.2: bytes=32 time=125ms TTL=128
Reply from 192.168.129.2: bytes=32 time=59ms TTL=128
Reply from 192.168.129.2: bytes=32 time=18ms TTL=128
Reply from 192.168.129.2: bytes=32 time=28ms TTL=128
Ping statistics for 192.168.129.2:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 18ms, Maximum = 125ms, Average = 57ms
Результати пінгування робочої станції 192.168.1.4 з філії 1
PC>ping 192.168.1.4
Pinging 192.168.1.4 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.1.4: bytes=32 time=203ms TTL=125
Reply from 192.168.1.4: bytes=32 time=125ms TTL=125
Reply from 192.168.1.4: bytes=32 time=153ms TTL=125
Reply from 192.168.1.4: bytes=32 time=128ms TTL=125
Ping statistics for 192.168.1.4:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 125ms, Maximum = 203ms, Average = 152ms
Результати пінгування робочої станції у філії 2 з філії 1
PC>ping 192.168.161.2
Pinging 192.168.161.2 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.161.2: bytes=32 time=172ms TTL=125
Reply from 192.168.161.2: bytes=32 time=158ms TTL=125
Reply from 192.168.161.2: bytes=32 time=156ms TTL=125
Reply from 192.168.161.2: bytes=32 time=78ms TTL=125
Ping statistics for 192.168.161.2:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 78ms, Maximum = 172ms, Average = 141ms
Висновок
На даній лабораторній роботі я ознайомився з механізмом ділення на підмережі (subnetting) та механізмом об’єднання мереж (supernetting) на основі існуючої версії протоколу IP – IPv4 та використав набуті навички на практиці при конфігурації мереж згідно завдань.